神鹰振翅飞,清波自在垂——从中国研发垂直起降战机浅谈 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/30 14:30:38
神鹰振翅飞,清波自在垂

——从中国研发垂直起降战机浅谈STOVL发动机.第三篇


在第一篇和第二篇中,我们聊过了STOVL推进系统的技术路线和关键技术。

这一篇,我们回归到中航工业3月20日的新闻。古语说“闻弦歌而知雅意”。最后的问题就是,这则新闻背后的雅意是什么?

前两篇以事实为主,而这一篇具有较强的主观性。所以才更需要前两篇的事实作为这一篇的基础,否则就会天马行空,成无根之水。即便如此,下面的解读估计也会引起很多争议。兵器迷先抛砖头,然后请大家一起斗地主。

各位看官,请细读中航工业此次新闻稿中的两句:“短距起飞/垂直降落飞机推进系统项目(简称“短垂项目”)是针对提高海军 两栖作战能力,填补该类作战武器装备空白而进行的探索项目”。“成发与中航空天发动机研究院就短垂项目加工合作举行签约仪式,签署风扇 部件合作协议”。

熟悉咱文章风格的朋友,知道喜欢咬文嚼字的兵器迷,又要钻牛角尖了。

兵器迷的解读是:

一、        是“探索项目”,而非“研制项目”;是“推进系统项目”,而非“战机项目”

探索,比研制具有更高的不确定性,显得非常遥远。探索的意思是:方向不明确,即允许研究的过程中发生方向错误——在科学探索上,发现一扇不能打开的门与发现一扇能够打开的门,具有几乎同样重要的意义。而研制,或者预研,则是为了一个已经相对明确的方向和目标做研究或做准备。二者之间有微妙的差别。如果这是中航工业的明确定义,那么官方显然为这种“探索”的各种结局都预留了足够的空间。

从前篇的技术进展示例看,中国STOVL的研究,特别是升力风扇和驱动结构的研究,似仍处在理论研究阶段。细读这些资料,你会发现,基本是以美帝升推分立,以推带升为模板的:作战模式,技术线路,设计目标,甚至部分实验数据,也是和波音洛马去对标。而且,这些研究大多停留在理论设计和数值模拟上。

在这样多的层面上,我们都还是跟踪、模仿和验证,创新还只是细节上的,局部上的,甚至纸面上的。而美帝参考雅克和鹞式的同时,自己做了多少创新,从前两篇已大体可循。由此可见,中国与美帝差距有多大。有人说我们发动机只差10年,咳咳……

基础理论研究的下一个阶段,应当是实验验证阶段,即通过实验和试制,去验证理论、验证设计、验证技术。这一次的风扇部件合约,看起来像是这个意思。

最后一个阶段,才应该是型号验证阶段,这个时候,才会有STOVL推进系统真正的验证动力机型。

细心的读者从第二篇谈到的具体信息,不难评判兵器迷下面的估计:

对于风扇和驱动结构:中国尚处于理论研究阶段的末段,和实验验证阶段的开始。

对于矢量喷管:中国在这方面(包括三轴承矢量喷管)功夫下得很早,已经处于试验验证阶段。

对于巡航主发动机:中国WS10G和WS-15装机测试的消息不断,已经处于型号验证阶段,是进展最快的。但将现有机型转化为STOVL动力时,不是简单的将发动机拼接上升力风扇就OK了。而是必须结合升力风扇的设计,大幅度进行发动机低压风扇、低压涡轮的修改,并提高涡轮前温度,才能为STOVL各种工况提供足够的发动机总升力。考虑到WS-15尚未成熟,估计TG现阶段还是以WS10G作为升力风扇的低压段改进型比较现实。(对此第二篇已有一处描述可见端倪)当然,这个改型的工作量也是很大的。

可能正是因为如此,为了缩短研制时间,国内某所提出了简化适配方案。即只修改发动机的低压涡轮,并将涡轮前温度提高45K。按照这样的设计,不用修改风扇和核心机,基准发动机的总升力可以提高到15.51吨。即便如此,修改工作也不是一朝一夕的事。

同时,兵器迷怀疑这个简化方案的有效性。因为总升力比整个低压段修改的方案低了1.8吨,比F135甚至低了2.3吨左右。升力不足又要短垂机动,可能的办法是:
A: 降低载弹量。但F-35B的载弹量就够羞涩了,中国STOVL如果再往裸奔方向去了。
B:降低载油量。但F-35B的任务剖面已经很小了,中国STOVL如果再低就往模特方向去了(走台几步亮了相就得往回走)。
C: 降低机动性。但F-35B才1.6马赫7G,中国STOVL如果再低就往运输机方向去了。

因此这个简化适配方案,就算可以让战机飞起来,也很难实现任务目标。

对于全权限数字式发动机控制:由于上述三部分硬件的进展不一致,因此FADEC控制率的入参并不完整,也就难以保证回参的全效。保守的看,巡航版FADEC控制率已经初步完成;乐观的看,巡航+轴对称矢量喷管版也可能初步完成。但未来需要进行升力风扇和三轴承喷管加入后的大幅度升级,其难度将不是一个数量级的。

基于这样的估计,才有新闻当中的“探索”二字,即便是“探索”,也只是“推进系统项目”的探索,而达不到“STOVL战机项目”的探索。如果军迷们的目标,就是STOVL战机,那么这种战机中国是否要造,此刻看来还未有一个确定的回答——这要看“推进系统项目”的“探索”结果。

果真这样也不是坏事——以前TG都是飞机等动力,这次或许终于动力跑到飞机前边了,挺好。

二、        是“海军”,而非“空军”。
对比一下,鹞式首先装备的是1969年4月的皇家空军,10年后的1979年6月才开始装备皇家海军。而TG已经明确,STOVL将首先是海军机种。只是海军的胃口也太大了,各种装备都向美帝看齐。嗯,动力、平台、弹药、信息,该追赶一定要追;但士气、骨气、锐气、勇气更不能落后。如果只学“船坚炮利”而不去“闻鸡起舞”,只有文恬武嬉而无坚钢之志,能打仗、打胜仗就会成为一句空话。

三、        是“两栖作战”而非“对海作战”。

这二者有区别:

TG对海作战,主要目标是美日,航母+大型舰载机是必须的。此时舰载机的主要目的是大洋制空,第二目的是蓝水制海(反舰)。

而两栖作战,主要目标是东南亚、台湾,舰载机的主要目的是对地/对岸攻击,第二目的是沿海制空。

既然中国的STOVL用于“两栖作战”,那未来的部署平台,要么是两栖舰平顶们(省了航母部署的钱),亦或是南海现在那几个老岛新岛(省了建设大型跑道机场的钱)。当然,航母仍然要搞,只是航母的力量,就可以腾出手来往第一岛链外面投射——看来TG志不在小。

当然,这是后话。兵器迷个人认为,目前东南亚两栖作战的对手偏弱,两栖作战的需求并不急切。

越、日、台距离中国较近,J11和J10系列是可以解决制沿海空问题的。至于对地和对岸攻击,不要说重歼、歼轰、轰6系,就是武直(坐在平顶上)和无人机也是可以大显身手的。对越台,还不能别忘了近年来不断露脸的远程制导火箭弹,射程300公里以上的有几种?

菲佣,至少现在没有空军,只有“空”军。TG只要死死攥住黄岩岛就好。礁盘150平方公里,将来适时吹填一下,不用建跑道。距离菲律宾才130公里,距离马尼拉才300公里。弄几个H-9上去,就是不错的沿海制空。

美日,以其在太平洋西岸的力量,中国的平顶们要想载着STOVL一路越过冲绳海槽,近岸制空和对地攻击,其前提,是已实质性消弱对手的制空权和制海权。可是这一前提如果达到了,还要STOVL作甚?

那么,问题来了——中国版的STOVL,干嘛用?

对付越菲台要用吗?对付美日管用吗?高不成低不就。反倒是歼15的后继,隐身重四机型(这是马伟明搞电弹的最大目的),才是目海军最实惠的需求——海上拒止。

何谓海上拒止?兵器迷理解,就是用战略力量(二炮、航母、核潜、巡航导弹、隐身重歼)加强威慑,干扰美国在亚太的前沿部署,将对方海空力量拒于第一岛链之外,而不是把对手放进来在第一岛链内进行“两栖作战”。注意,是拒,是止,不是打。

拒,止,挡,在兵器迷看来,都不是为了打。相反,倒是为了在扩张中逐步划分清楚势力范围。大家井水不犯河水,拍胸脯骂街互相比划比划都行,就是不深入接触。斗势不斗狠,这才能形成了有效的战略隔离。这样才能不打,才能不大打。真放到卧榻之侧短兵相接,很容易擦枪走火惹急了某方,结果只能近身肉搏打乱仗,反而会打得局面难以收拾。

再往远了说,一款兵器的发展,最大的推动力是需求牵引。

鹞式的初衷,是冷战时英国怕自己国土狭小,老毛子一次轰炸所有跑道都废了,希望空军有个二次反击力量。

雅克的初衷,是鹅毛希望在大型弹射航母和弹射舰载机尚不成熟的情况下,作为过渡,在各类“平顶”上配备制空力量,完善中远海作战体系。

F-35B的初衷,比较复杂。除去军种政治、军工利益、绑定盟国市场等非装备因素外,美国的由海向陆战略也是重要原因。F22的部署机场全球就那么几个,但如果F-35B可以随着两栖平台全球路演,那就对所有海岸国家形成了空前的军事威慑,装备三代机和脉冲多普勒体制防空体系的潜在对手,就会被隐形四代的刀尖逼到胸口,寝食难安。

但是,中国海军第一岛链内潜在对手不够强(不含日本),第一岛链外的对手(含日美)又太强,中国STOVL战机所谓“两栖作战“的需求方向不甚清晰。

这样看,STOVL推进项目也只能是探索——探索当然可以有,技术跟踪也是必须的。再说,人家海军陆战部队也要做“中国梦”嘛,呵呵。

四、        是“成发”而不是其他

与黎明、黎阳、西发等中国著名航发企业不同,成发的规模似乎不够大,航发生产历史和业绩均不突出。印象中其唯一的批产航发型号是涡喷-6,并参与过涡喷-13、岷山的型号研制。也试制过FT8工业燃气轮机。最近一次的亮眼表现,是报载2014 年10月29日到12月6日,成发仿制生产的轰六DK-30发动机的国产化机型WS18顺利装机试飞测试。

不过,从另一个角度看,成发还是有些独特之处。

第一:成发参与的国际航发贸易,在中国航空动力企业中较多的。

成发与罗-罗,GE,霍尼韦尔,普惠等动力巨头均有长期合作。特别是在燃烧室机匣和叶片领域,合作范围较广。

早在1997年,现任中航工业董事长、时任成发总经理的林左鸣率队访问RR公司,签订了首批泰(TAY)发动机20件环形件的订单。随后双方合作至今。RR对产品质量和交付标准设立了苛刻的“差评”旗帜,大约90%的供应商都会得到双差评旗。然而,成发却在2012年3月退出了交付差评旗,6月退出质量差评旗,成为RR全球供应链中唯一退出双旗的供应商。2013年,成发开始与罗罗公司进行同步研发,实现设计与工艺并行。2014年,双方签署协议,成发向RR提供15款航发零部件,协议期8.5年,从2014年7月31日至2022年12月31日。根据RR订单量推算,协议总额约为29461万美元。

成发与霍尼韦尔的合作始于2006年。2007年双方正式开始合作。2012年、2013年和2014年,成发连续3年获得霍尼韦尔年度供应商奖。霍尼韦尔的供应商中,能得到一颗星的很少,能得到两颗星的更少,获得三颗星的就只有成发一家。

成发与普惠的合作成始于1986年。当年8月,中国航空技术进出口公司、成都发动机(集团)有限公司和美国联合技术公司涡轮动力部、普惠公司签署了共同开发FT8燃气轮机项目的合同。该合同于当年11月生效。中方参加设计,承担更改设计零部件、动力涡轮和部分箱装体的制造,并负责国内、东南亚等27个地区的国际销售业务。首台样机于1988年开始试验。历时10年联合研制的FT8燃气轮机,最大功率为24.8兆瓦,热效率达38.7%,可用于发电、机械驱动和舰船动力。2006年,成发开始承担美国PWPS公司FT8燃气轮机的修理工作。 2011年获得商务部的特别批准,在成都建设世界第二个FT8燃气轮机维修基地。

表1 成发参与国际合作的发动机零部件部分产品列表


第二:成发的发动机叶片生产能力和技术水平较高
从2015年起,GE P/W将向成发公司每年采购6000万美元的叶片,5年累计3亿美元。成发生产的重型燃机压气机叶片达到30万片/年,占全球35%市场份额,是GE全球唯一免检产品,成为名符其实的燃机压气机叶片世界第一供应商。因此,对升力风扇的叶片生产具有相当的技术和工艺基础。

第三:成发的基础设施投资不断增长,为未来发展进行了相关储备

2014年10月23日,成发的发动机试车厂房暨试车台开工建设,总投资约6000万元,面积约4000平方米,由中国航空规划建设发展有限公司设计、承建。试车台采用国内最先进的工艺技术和设备,建成之后将承担国家大型航空发动机的研制、生产、试验、试车工作,将成为我国航空发动机领域重要基础设施之一。

《中国航空报》2014年12月25日报道,中航工业董事长林左鸣到成发检查工作,披露成发引进了世界最先进的发动机整体叶盘加工中心。

因此,从更长远的角度看,在国家扶持(特别是林左鸣老领导的关照,呵呵)和自身努力之下,成发有望不断发展壮大,跻身中国航发巨头之一。而只要是中国军工的发展,无论是哪一家公司,军迷自然都乐观其成。

五、        是“风扇”,而不是航空发动机本身。

一方面,说明中国短垂项目的资源,至少有相当一部分明确投向了美帝的巡航矢推+升力风扇的模式。第二篇绝大部分资料也显示了同样的结论。因此有网友评论说TG是美粉,也是有道理的。不过,TG喜欢两条腿走路,在前期基础理论研究和中期预研阶段,是不是同时有升推一体模式的投资,真说不好。

从美帝的经历看,升力风扇是F119基础上开的花。在9-10推比的型号机进入整机测试的时候,升力风扇的研制启动更具实际意义,否则就是做出来都无法装机测试升力风扇的性能。这从另一个侧面,验证了WS10G/WS15的实质性进展,这是令人高兴的事。

另一方面,成发只签了风扇,说明STOVL涡扇发动机的研制,另有其主。至于是哪一家,呵呵,大家见仁见智吧。不过升力风扇和巡航涡扇如果分属两个企业,未来的协同是个问题——咱们的底子弱,风扇+涡扇让哪家一肩挑都困难,只能搞全国大协作。看看WS15的研制单位谱系,M个所+N个厂啊。反过来说,人家波音和洛马二者,无论选谁都能做总包,其能力之全面,足见一斑。(兵器迷再问一次自问:咱们距美帝差多少?)

六、        是“风扇部件”,而不是“风扇”。

个人认为,“部件”这个词在这里有二义性。

如果理解为,部件是指“短垂项目的部件”,而且这个部件就是风扇,那么成发拿到的可能是整个升力风扇(子)系统,包括风扇(空心叶片、整体叶盘和对转叶轮机)、离合器(通过伞形齿轮实现转轴转弯90°传动)、滚转喷管、三轴承偏转喷管,等等。

如果理解为,部件是专指“风扇的某些部件”,那么成发就只拿到风扇的一部分零件包,比如风扇叶片中的金属叶片。强调“金属”,是因为在对转风扇的叶片中,进口的转子叶片是可变弯度导向叶片,按照某所的设计,未来可能会选用轻质复合材料,而固定的静子叶片起支点作用,不能用复合材料,只能用金属材料。如果我们采用这样的设计,考虑到成发没有复合材料叶片的业绩,那么协议所包含的就是金属叶片,也未可知。

按后一种理解,成发只是升力风扇的零件包供应商之一,而风扇集成商另有其人。从成发的业绩看,这是一家卓越的零部件供应商,而非集成商,系统集成经验可以说严重不足。别的补多少,就看成发的官网,发动机的介绍只有WS-18和FT8三张小图,发动机零部件的介绍满满三页。因此,兵器迷更倾向于后一种解释。

七、        是“加工合作”,而非“合作研制”。
说明该风扇部件的设计已经确定,或基本确定。现在成发要做的,是照方试制和加工。这可能是一个好消息,说明该风扇部件的设计已经比较扎实。

八、        是“空天机研究院”,而不是海军。

再次说明整体项目仍在论证阶段。

有朋友看这则新闻兴奋的认为,STOVL机已经呼之欲出,兵器迷认为是想多了——牵头的都不是军方,这事儿对外也就是个题材。题材是要给人看的。美日越菲台,谁看谁明白。

对内呢,这一次如果是动力先行,那么在动力尚无可靠方案之前,我们看不到——也不应该看到——中国STOVL战机的出现。

再说这个“空天机研究院”,2012年4月15日才成立,整合了中航工业4个动力主机所:

中国燃气涡轮研究院绵阳624所:以动力预研、开发和整机鉴定试验为主,推比10核心机是镇所之宝;
航工业动力研究院沈阳606所:这是WS10的娘家;
中航工业航空动力机械研究院无锡614所:这是国内唯一的航空动力控制系统专业研究所,FADEC是绝活儿;
贵航发动机研究院649所:搞RD-93中国版WS13的干活

就这样,来自东南西北的四大金刚组成的新院落户北京顺义,是要整合动力资源、大搞特搞发动机的意思。名字起的够帅——“空天发动机”,让人无限遐想。不过组织上叠层架屋,就不知道能否提高效率。这次STOVL的披露,出手不凡,应该有为该院亮相的意思。未来看看实际的成果吧。咱一贯认为,发动机的事,要投资、要静心、要时间,不是一蹴而就的事。只要肯下实在功夫,钱花在该花的地方,国家等得起,军队等得起,咱军迷还等不起?

就此搁笔。

是夜,兵器迷的梦中,定是在那遥远的地平线上,装备自主STOVL动力的中国海航战机,轻灵妙巧,展翼高飞在南中国海的万里晴空。

放眼眺望,西太平洋,湛蓝,湛蓝……


神鹰振翅飞,清波自在垂


注:所有资料来自于互联网公开报道和公开出版物,如:
《STOVL战斗机的发展》
《STOVL推进系统关键技术》
《STOVL升力风扇估算模型》
《航空动力学报》
本文同时引用了晨大的多篇博文和图片,在此一并致谢
更多文章,请见个人博客
http://blog.sina.com.cn/s/articlelist_1455885643_0_1.html

神鹰振翅飞,清波自在垂
——从中国研发垂直起降战机浅谈STOVL发动机.第三篇

在第一篇和第二篇中,我们聊过了STOVL推进系统的技术路线和关键技术。

这一篇,我们回归到中航工业3月20日的新闻。古语说“闻弦歌而知雅意”。最后的问题就是,这则新闻背后的雅意是什么?

前两篇以事实为主,而这一篇具有较强的主观性。所以才更需要前两篇的事实作为这一篇的基础,否则就会天马行空,成无根之水。即便如此,下面的解读估计也会引起很多争议。兵器迷先抛砖头,然后请大家一起斗地主。

各位看官,请细读中航工业此次新闻稿中的两句:“短距起飞/垂直降落飞机推进系统项目(简称“短垂项目”)是针对提高海军 两栖作战能力,填补该类作战武器装备空白而进行的探索项目”。“成发与中航空天发动机研究院就短垂项目加工合作举行签约仪式,签署风扇 部件合作协议”。

熟悉咱文章风格的朋友,知道喜欢咬文嚼字的兵器迷,又要钻牛角尖了。

兵器迷的解读是:

一、        是“探索项目”,而非“研制项目”;是“推进系统项目”,而非“战机项目”

探索,比研制具有更高的不确定性,显得非常遥远。探索的意思是:方向不明确,即允许研究的过程中发生方向错误——在科学探索上,发现一扇不能打开的门与发现一扇能够打开的门,具有几乎同样重要的意义。而研制,或者预研,则是为了一个已经相对明确的方向和目标做研究或做准备。二者之间有微妙的差别。如果这是中航工业的明确定义,那么官方显然为这种“探索”的各种结局都预留了足够的空间。

从前篇的技术进展示例看,中国STOVL的研究,特别是升力风扇和驱动结构的研究,似仍处在理论研究阶段。细读这些资料,你会发现,基本是以美帝升推分立,以推带升为模板的:作战模式,技术线路,设计目标,甚至部分实验数据,也是和波音洛马去对标。而且,这些研究大多停留在理论设计和数值模拟上。

在这样多的层面上,我们都还是跟踪、模仿和验证,创新还只是细节上的,局部上的,甚至纸面上的。而美帝参考雅克和鹞式的同时,自己做了多少创新,从前两篇已大体可循。由此可见,中国与美帝差距有多大。有人说我们发动机只差10年,咳咳……

基础理论研究的下一个阶段,应当是实验验证阶段,即通过实验和试制,去验证理论、验证设计、验证技术。这一次的风扇部件合约,看起来像是这个意思。

最后一个阶段,才应该是型号验证阶段,这个时候,才会有STOVL推进系统真正的验证动力机型。

细心的读者从第二篇谈到的具体信息,不难评判兵器迷下面的估计:

对于风扇和驱动结构:中国尚处于理论研究阶段的末段,和实验验证阶段的开始。

对于矢量喷管:中国在这方面(包括三轴承矢量喷管)功夫下得很早,已经处于试验验证阶段。

对于巡航主发动机:中国WS10G和WS-15装机测试的消息不断,已经处于型号验证阶段,是进展最快的。但将现有机型转化为STOVL动力时,不是简单的将发动机拼接上升力风扇就OK了。而是必须结合升力风扇的设计,大幅度进行发动机低压风扇、低压涡轮的修改,并提高涡轮前温度,才能为STOVL各种工况提供足够的发动机总升力。考虑到WS-15尚未成熟,估计TG现阶段还是以WS10G作为升力风扇的低压段改进型比较现实。(对此第二篇已有一处描述可见端倪)当然,这个改型的工作量也是很大的。

可能正是因为如此,为了缩短研制时间,国内某所提出了简化适配方案。即只修改发动机的低压涡轮,并将涡轮前温度提高45K。按照这样的设计,不用修改风扇和核心机,基准发动机的总升力可以提高到15.51吨。即便如此,修改工作也不是一朝一夕的事。

同时,兵器迷怀疑这个简化方案的有效性。因为总升力比整个低压段修改的方案低了1.8吨,比F135甚至低了2.3吨左右。升力不足又要短垂机动,可能的办法是:
A: 降低载弹量。但F-35B的载弹量就够羞涩了,中国STOVL如果再往裸奔方向去了。
B:降低载油量。但F-35B的任务剖面已经很小了,中国STOVL如果再低就往模特方向去了(走台几步亮了相就得往回走)。
C: 降低机动性。但F-35B才1.6马赫7G,中国STOVL如果再低就往运输机方向去了。

因此这个简化适配方案,就算可以让战机飞起来,也很难实现任务目标。

对于全权限数字式发动机控制:由于上述三部分硬件的进展不一致,因此FADEC控制率的入参并不完整,也就难以保证回参的全效。保守的看,巡航版FADEC控制率已经初步完成;乐观的看,巡航+轴对称矢量喷管版也可能初步完成。但未来需要进行升力风扇和三轴承喷管加入后的大幅度升级,其难度将不是一个数量级的。

基于这样的估计,才有新闻当中的“探索”二字,即便是“探索”,也只是“推进系统项目”的探索,而达不到“STOVL战机项目”的探索。如果军迷们的目标,就是STOVL战机,那么这种战机中国是否要造,此刻看来还未有一个确定的回答——这要看“推进系统项目”的“探索”结果。

果真这样也不是坏事——以前TG都是飞机等动力,这次或许终于动力跑到飞机前边了,挺好。

二、        是“海军”,而非“空军”。
对比一下,鹞式首先装备的是1969年4月的皇家空军,10年后的1979年6月才开始装备皇家海军。而TG已经明确,STOVL将首先是海军机种。只是海军的胃口也太大了,各种装备都向美帝看齐。嗯,动力、平台、弹药、信息,该追赶一定要追;但士气、骨气、锐气、勇气更不能落后。如果只学“船坚炮利”而不去“闻鸡起舞”,只有文恬武嬉而无坚钢之志,能打仗、打胜仗就会成为一句空话。

三、        是“两栖作战”而非“对海作战”。

这二者有区别:

TG对海作战,主要目标是美日,航母+大型舰载机是必须的。此时舰载机的主要目的是大洋制空,第二目的是蓝水制海(反舰)。

而两栖作战,主要目标是东南亚、台湾,舰载机的主要目的是对地/对岸攻击,第二目的是沿海制空。

既然中国的STOVL用于“两栖作战”,那未来的部署平台,要么是两栖舰平顶们(省了航母部署的钱),亦或是南海现在那几个老岛新岛(省了建设大型跑道机场的钱)。当然,航母仍然要搞,只是航母的力量,就可以腾出手来往第一岛链外面投射——看来TG志不在小。

当然,这是后话。兵器迷个人认为,目前东南亚两栖作战的对手偏弱,两栖作战的需求并不急切。

越、日、台距离中国较近,J11和J10系列是可以解决制沿海空问题的。至于对地和对岸攻击,不要说重歼、歼轰、轰6系,就是武直(坐在平顶上)和无人机也是可以大显身手的。对越台,还不能别忘了近年来不断露脸的远程制导火箭弹,射程300公里以上的有几种?

菲佣,至少现在没有空军,只有“空”军。TG只要死死攥住黄岩岛就好。礁盘150平方公里,将来适时吹填一下,不用建跑道。距离菲律宾才130公里,距离马尼拉才300公里。弄几个H-9上去,就是不错的沿海制空。

美日,以其在太平洋西岸的力量,中国的平顶们要想载着STOVL一路越过冲绳海槽,近岸制空和对地攻击,其前提,是已实质性消弱对手的制空权和制海权。可是这一前提如果达到了,还要STOVL作甚?

那么,问题来了——中国版的STOVL,干嘛用?

对付越菲台要用吗?对付美日管用吗?高不成低不就。反倒是歼15的后继,隐身重四机型(这是马伟明搞电弹的最大目的),才是目海军最实惠的需求——海上拒止。

何谓海上拒止?兵器迷理解,就是用战略力量(二炮、航母、核潜、巡航导弹、隐身重歼)加强威慑,干扰美国在亚太的前沿部署,将对方海空力量拒于第一岛链之外,而不是把对手放进来在第一岛链内进行“两栖作战”。注意,是拒,是止,不是打。

拒,止,挡,在兵器迷看来,都不是为了打。相反,倒是为了在扩张中逐步划分清楚势力范围。大家井水不犯河水,拍胸脯骂街互相比划比划都行,就是不深入接触。斗势不斗狠,这才能形成了有效的战略隔离。这样才能不打,才能不大打。真放到卧榻之侧短兵相接,很容易擦枪走火惹急了某方,结果只能近身肉搏打乱仗,反而会打得局面难以收拾。

再往远了说,一款兵器的发展,最大的推动力是需求牵引。

鹞式的初衷,是冷战时英国怕自己国土狭小,老毛子一次轰炸所有跑道都废了,希望空军有个二次反击力量。

雅克的初衷,是鹅毛希望在大型弹射航母和弹射舰载机尚不成熟的情况下,作为过渡,在各类“平顶”上配备制空力量,完善中远海作战体系。

F-35B的初衷,比较复杂。除去军种政治、军工利益、绑定盟国市场等非装备因素外,美国的由海向陆战略也是重要原因。F22的部署机场全球就那么几个,但如果F-35B可以随着两栖平台全球路演,那就对所有海岸国家形成了空前的军事威慑,装备三代机和脉冲多普勒体制防空体系的潜在对手,就会被隐形四代的刀尖逼到胸口,寝食难安。

但是,中国海军第一岛链内潜在对手不够强(不含日本),第一岛链外的对手(含日美)又太强,中国STOVL战机所谓“两栖作战“的需求方向不甚清晰。

这样看,STOVL推进项目也只能是探索——探索当然可以有,技术跟踪也是必须的。再说,人家海军陆战部队也要做“中国梦”嘛,呵呵。

四、        是“成发”而不是其他

与黎明、黎阳、西发等中国著名航发企业不同,成发的规模似乎不够大,航发生产历史和业绩均不突出。印象中其唯一的批产航发型号是涡喷-6,并参与过涡喷-13、岷山的型号研制。也试制过FT8工业燃气轮机。最近一次的亮眼表现,是报载2014 年10月29日到12月6日,成发仿制生产的轰六DK-30发动机的国产化机型WS18顺利装机试飞测试。

不过,从另一个角度看,成发还是有些独特之处。

第一:成发参与的国际航发贸易,在中国航空动力企业中较多的。

成发与罗-罗,GE,霍尼韦尔,普惠等动力巨头均有长期合作。特别是在燃烧室机匣和叶片领域,合作范围较广。

早在1997年,现任中航工业董事长、时任成发总经理的林左鸣率队访问RR公司,签订了首批泰(TAY)发动机20件环形件的订单。随后双方合作至今。RR对产品质量和交付标准设立了苛刻的“差评”旗帜,大约90%的供应商都会得到双差评旗。然而,成发却在2012年3月退出了交付差评旗,6月退出质量差评旗,成为RR全球供应链中唯一退出双旗的供应商。2013年,成发开始与罗罗公司进行同步研发,实现设计与工艺并行。2014年,双方签署协议,成发向RR提供15款航发零部件,协议期8.5年,从2014年7月31日至2022年12月31日。根据RR订单量推算,协议总额约为29461万美元。

成发与霍尼韦尔的合作始于2006年。2007年双方正式开始合作。2012年、2013年和2014年,成发连续3年获得霍尼韦尔年度供应商奖。霍尼韦尔的供应商中,能得到一颗星的很少,能得到两颗星的更少,获得三颗星的就只有成发一家。

成发与普惠的合作成始于1986年。当年8月,中国航空技术进出口公司、成都发动机(集团)有限公司和美国联合技术公司涡轮动力部、普惠公司签署了共同开发FT8燃气轮机项目的合同。该合同于当年11月生效。中方参加设计,承担更改设计零部件、动力涡轮和部分箱装体的制造,并负责国内、东南亚等27个地区的国际销售业务。首台样机于1988年开始试验。历时10年联合研制的FT8燃气轮机,最大功率为24.8兆瓦,热效率达38.7%,可用于发电、机械驱动和舰船动力。2006年,成发开始承担美国PWPS公司FT8燃气轮机的修理工作。 2011年获得商务部的特别批准,在成都建设世界第二个FT8燃气轮机维修基地。

表1 成发参与国际合作的发动机零部件部分产品列表

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2015-4-16 08:50 上传



第二:成发的发动机叶片生产能力和技术水平较高
从2015年起,GE P/W将向成发公司每年采购6000万美元的叶片,5年累计3亿美元。成发生产的重型燃机压气机叶片达到30万片/年,占全球35%市场份额,是GE全球唯一免检产品,成为名符其实的燃机压气机叶片世界第一供应商。因此,对升力风扇的叶片生产具有相当的技术和工艺基础。

第三:成发的基础设施投资不断增长,为未来发展进行了相关储备

2014年10月23日,成发的发动机试车厂房暨试车台开工建设,总投资约6000万元,面积约4000平方米,由中国航空规划建设发展有限公司设计、承建。试车台采用国内最先进的工艺技术和设备,建成之后将承担国家大型航空发动机的研制、生产、试验、试车工作,将成为我国航空发动机领域重要基础设施之一。

《中国航空报》2014年12月25日报道,中航工业董事长林左鸣到成发检查工作,披露成发引进了世界最先进的发动机整体叶盘加工中心。

因此,从更长远的角度看,在国家扶持(特别是林左鸣老领导的关照,呵呵)和自身努力之下,成发有望不断发展壮大,跻身中国航发巨头之一。而只要是中国军工的发展,无论是哪一家公司,军迷自然都乐观其成。

五、        是“风扇”,而不是航空发动机本身。

一方面,说明中国短垂项目的资源,至少有相当一部分明确投向了美帝的巡航矢推+升力风扇的模式。第二篇绝大部分资料也显示了同样的结论。因此有网友评论说TG是美粉,也是有道理的。不过,TG喜欢两条腿走路,在前期基础理论研究和中期预研阶段,是不是同时有升推一体模式的投资,真说不好。

从美帝的经历看,升力风扇是F119基础上开的花。在9-10推比的型号机进入整机测试的时候,升力风扇的研制启动更具实际意义,否则就是做出来都无法装机测试升力风扇的性能。这从另一个侧面,验证了WS10G/WS15的实质性进展,这是令人高兴的事。

另一方面,成发只签了风扇,说明STOVL涡扇发动机的研制,另有其主。至于是哪一家,呵呵,大家见仁见智吧。不过升力风扇和巡航涡扇如果分属两个企业,未来的协同是个问题——咱们的底子弱,风扇+涡扇让哪家一肩挑都困难,只能搞全国大协作。看看WS15的研制单位谱系,M个所+N个厂啊。反过来说,人家波音和洛马二者,无论选谁都能做总包,其能力之全面,足见一斑。(兵器迷再问一次自问:咱们距美帝差多少?)

六、        是“风扇部件”,而不是“风扇”。

个人认为,“部件”这个词在这里有二义性。

如果理解为,部件是指“短垂项目的部件”,而且这个部件就是风扇,那么成发拿到的可能是整个升力风扇(子)系统,包括风扇(空心叶片、整体叶盘和对转叶轮机)、离合器(通过伞形齿轮实现转轴转弯90°传动)、滚转喷管、三轴承偏转喷管,等等。

如果理解为,部件是专指“风扇的某些部件”,那么成发就只拿到风扇的一部分零件包,比如风扇叶片中的金属叶片。强调“金属”,是因为在对转风扇的叶片中,进口的转子叶片是可变弯度导向叶片,按照某所的设计,未来可能会选用轻质复合材料,而固定的静子叶片起支点作用,不能用复合材料,只能用金属材料。如果我们采用这样的设计,考虑到成发没有复合材料叶片的业绩,那么协议所包含的就是金属叶片,也未可知。

按后一种理解,成发只是升力风扇的零件包供应商之一,而风扇集成商另有其人。从成发的业绩看,这是一家卓越的零部件供应商,而非集成商,系统集成经验可以说严重不足。别的补多少,就看成发的官网,发动机的介绍只有WS-18和FT8三张小图,发动机零部件的介绍满满三页。因此,兵器迷更倾向于后一种解释。

七、        是“加工合作”,而非“合作研制”。
说明该风扇部件的设计已经确定,或基本确定。现在成发要做的,是照方试制和加工。这可能是一个好消息,说明该风扇部件的设计已经比较扎实。

八、        是“空天机研究院”,而不是海军。

再次说明整体项目仍在论证阶段。

有朋友看这则新闻兴奋的认为,STOVL机已经呼之欲出,兵器迷认为是想多了——牵头的都不是军方,这事儿对外也就是个题材。题材是要给人看的。美日越菲台,谁看谁明白。

对内呢,这一次如果是动力先行,那么在动力尚无可靠方案之前,我们看不到——也不应该看到——中国STOVL战机的出现。

再说这个“空天机研究院”,2012年4月15日才成立,整合了中航工业4个动力主机所:

中国燃气涡轮研究院绵阳624所:以动力预研、开发和整机鉴定试验为主,推比10核心机是镇所之宝;
航工业动力研究院沈阳606所:这是WS10的娘家;
中航工业航空动力机械研究院无锡614所:这是国内唯一的航空动力控制系统专业研究所,FADEC是绝活儿;
贵航发动机研究院649所:搞RD-93中国版WS13的干活

就这样,来自东南西北的四大金刚组成的新院落户北京顺义,是要整合动力资源、大搞特搞发动机的意思。名字起的够帅——“空天发动机”,让人无限遐想。不过组织上叠层架屋,就不知道能否提高效率。这次STOVL的披露,出手不凡,应该有为该院亮相的意思。未来看看实际的成果吧。咱一贯认为,发动机的事,要投资、要静心、要时间,不是一蹴而就的事。只要肯下实在功夫,钱花在该花的地方,国家等得起,军队等得起,咱军迷还等不起?

就此搁笔。

是夜,兵器迷的梦中,定是在那遥远的地平线上,装备自主STOVL动力的中国海航战机,轻灵妙巧,展翼高飞在南中国海的万里晴空。

放眼眺望,西太平洋,湛蓝,湛蓝……


神鹰振翅飞,清波自在垂


注:所有资料来自于互联网公开报道和公开出版物,如:
《STOVL战斗机的发展》
《STOVL推进系统关键技术》
《STOVL升力风扇估算模型》
《航空动力学报》
本文同时引用了晨大的多篇博文和图片,在此一并致谢
更多文章,请见个人博客
http://blog.sina.com.cn/s/articlelist_1455885643_0_1.html

既然有了新闻那肯定在这个项目已经有一定的方案和技术基础了,不然不会这么大张旗鼓的新闻报道。
虽然可能性很小,缺点太多,但没准tg会剑走偏锋,搞个双发的stovl飞机出来
兔子需不需要stovl还是个问题呢
支持搞技术追踪预研,尤其是STOVL机这种以动力为核心的机型,发动机优先于具体机型先行研究非常有必要,而且这样能够尽快弥补土鳖发动机上的短板
rt12 发表于 2015-4-16 09:03
既然有了新闻那肯定在这个项目已经有一定的方案和技术基础了,不然不会这么大张旗鼓的新闻报道。
我还是决定研究也就是技术储备

现阶段土共没有STOVL的需求
文章写到这真是够完满了
中国现在有这个时间和精力去大量做预研
逐字逐句看完,楼主写得相当好~~~
我还是决定研究也就是技术储备

现阶段土共没有STOVL的需求
这么隆重报道估计还是有一定的实际需求的。但不是属于那种一定要搞出来的项目,如果能成功最好不成功就转储备。我们国家武器发展还是习惯两步走。
个人也是倾向于是预研,探索。
楼主的三篇均已看完并收藏,目前为止这是最为完整的短垂机科普与分析文。
另说一点:既然签了风扇部件加工协议,说明这个“探索项目”的前期论证与设计工作已经完成,即将进入部件生产阶段,部件生产完毕后将进入实机试验阶段,既然是“探索项目”,当然是技术路径可实现性的实际验证,主机用WS10G已经很好了,真到了“军方立项”的阶段,再用WS15的改进型作主机也不晚。
好文支持一下,有理有据有念想。
难道是惠普不是普惠?  楼主你错了吧
斩倭刀 发表于 2015-4-16 14:55
楼主的三篇均已看完并收藏,目前为止这是最为完整的短垂机科普与分析文。
另说一点:既然签了风扇部件加工 ...
WS10G是什么?
超级军迷D小调 发表于 2015-4-16 15:30
难道是惠普不是普惠?  楼主你错了吧
当然是普惠啊...

难道我写了惠普?

斩倭刀 发表于 2015-4-16 14:55
楼主的三篇均已看完并收藏,目前为止这是最为完整的短垂机科普与分析文。
另说一点:既然签了风扇部件加工 ...


多谢您的肯定。

这只是STOVL的推进系统的文章,短垂战机其实涉及的很少。

你比我乐观,呵呵。我觉得“实机试验”还要等啊。
斩倭刀 发表于 2015-4-16 14:55
楼主的三篇均已看完并收藏,目前为止这是最为完整的短垂机科普与分析文。
另说一点:既然签了风扇部件加工 ...


多谢您的肯定。

这只是STOVL的推进系统的文章,短垂战机其实涉及的很少。

你比我乐观,呵呵。我觉得“实机试验”还要等啊。
当然是普惠啊...

难道我写了惠普?
眼花眼花   对不起楼主
13128611786 发表于 2015-4-16 15:32
WS10G是什么?
见楼主文,不解释,因为解释不了。
总之一句话:还要等……
楼主好文,个人认为中国现阶段这方面需求并不大,以技术储备为主,还是先把发动机和推力矢量技术给搞好,接下来就是水到渠成的事
不管共军时候装备垂直起降飞机,掌握技术是必须的,顺便锻炼设计人员
也有可能是所里露脸求关注,太快出来到不让人放心
F135的性能是研制F35系列的基础。
换过来说,如果我国研制了F135同级别的发动机。
那研究一个山寨的F35A/B/C也不是困难的事情。只是时间和金钱的问题。

但从目前F35B的性能来看,即使以F135的性能,F35B也只能勉强达到作为一个超音速STOVL的标准。
至于国内军迷的YY的双发STOVL别想了,还嫌STOVL的难度不够大啊。
美帝用一款有F135的F35代替几乎所有的机型。
而中国呢?类似J11/J15/J16/J10B。。。都才刚刚研发成功呢,服役期至少30年,加上生产期更长。
更别说F35B还有F35A/C来分摊费用。
所以,个人觉得,以我国的技术,研发一款超音速STOVL难度太大,太耗费金钱。
并且研发出来装机量也会很难看。
中美开战的几率很小。如楼主所述更多是军事上的震慑。
中日开战几率较大,不过日本人也不是白痴。
所以,研发一款亚音速的STOVL对于中国来说也足够了。
部署在南海各大岛屿,即使是亚音速的,有几个猴子敢吃了豹子胆开战?
并且,亚音速战斗机在当今电子雷达等技术进步的今天,不一定不能和超音速战斗机碰一下。

总之,只要是亚音速STOVL,那难度就会降低很多。
滑跑起飞垂直降落,具备一定的对空能力和半隐形能力,亚音速,载弹量2吨左右。
能达到这种程度就很了不起了。
sdwgc 发表于 2015-4-16 09:05
虽然可能性很小,缺点太多,但没准tg会剑走偏锋,搞个双发的stovl飞机出来
双发的动力如何转化为升力,如何做到功率和传动匹配?这难度比单发更大,这个偏锋走的很偏啊,呵呵。
13128611786 发表于 2015-4-16 15:32
WS10G是什么?
WS10的改型
兵器迷的天空 发表于 2015-4-17 08:53
双发的动力如何转化为升力,如何做到功率和传动匹配?这难度比单发更大,这个偏锋走的很偏啊,呵呵。
主要是中国现在没有合适的强劲动力,单发的载荷实在太悲观,窄间距双发并联同一升力风扇,发动机辅助设备互为备用,应该在载荷和动力上有很大提升,可靠性也有一定保证,当然设计难度很大。。。
sdwgc 发表于 2015-4-17 10:04
主要是中国现在没有合适的强劲动力,单发的载荷实在太悲观,窄间距双发并联同一升力风扇,发动机辅助设备 ...
嗯。在推比10的17-18吨动力成熟前,确实很难。探索吧。
兵器迷的天空 发表于 2015-4-17 08:54
WS10的改型
这么快用到G字母,关于什么改型,有没有八股资料
sdwgc 发表于 2015-4-17 10:04
主要是中国现在没有合适的强劲动力,单发的载荷实在太悲观,窄间距双发并联同一升力风扇,发动机辅助设备 ...
窄间距双喷口重心平衡问题应该不大,并车技术直升机常见
13128611786 发表于 2015-4-17 14:07
这么快用到G字母,关于什么改型,有没有八股资料
WS10的型号“十根手指都不止”

虽然原因是...你懂的......

RWEX 发表于 2015-4-17 16:46
WS10的型号“十根手指都不止”

虽然原因是...你懂的......


都干了什么去?能说下大概情况吗?
RWEX 发表于 2015-4-17 16:46
WS10的型号“十根手指都不止”

虽然原因是...你懂的......


都干了什么去?能说下大概情况吗?
在空军之翼上看到了二,这里有三,幸福啊
整个三篇都看完了,精彩!对于我们的STOVL,前面有美帝和大毛的探路,我们一路紧跟小跑,日后定能走出一条适合我们的路。楼主文章(二)中关于发动机推力的几个数据真是让我们军迷幸福啊。
好文章,但是感觉还是乐观了点
在“空军之翼”已经拜读过楼主的前两篇了,楼主好学问,现在这么好的文章不多了。。
楼主文章似乎有上空军之翼,Congratulations。

找时间好好看完
看来这个东西一时半会不得搞了。
sdwgc 发表于 2015-4-16 09:05
虽然可能性很小,缺点太多,但没准tg会剑走偏锋,搞个双发的stovl飞机出来
stovl飞机不可能双发,垂直起降阶段双发出事故概率更大,单发出故障完蛋,双发只要有一台发动机出故障,那会是来不及调整的也肯定完蛋,这么一算单发的失事概率反倒比双发小一半
SOARMAN 发表于 2015-4-19 14:53
stovl飞机不可能双发,垂直起降阶段双发出事故概率更大,单发出故障完蛋,双发只要有一台发动机出故障, ...
窄间距双发重心偏差不大,TG航发不如MD,还想拥有空优、拦截、攻击----多用途,STOVL唯有走双发一途
九鬼 发表于 2015-4-19 00:21
在“空军之翼”已经拜读过楼主的前两篇了,楼主好学问,现在这么好的文章不多了。。
您过奖了,大家一起交流吧。